CNC刀具管理，如何提高OEE、縮短製造週期？

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知識

CNC刀具管理，如何提高OEE...

2022-07-19

作者

莊馥綺

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想要提高OEE、縮短製造週期嗎？因為無法監控CNC刀具設備，導致崩、斷刀、撞機，維修成本高於預期而煩惱嗎？那你一定不能錯過接下來要探討的內容，一起來瞭解如何做到「預防勝於治療」吧！

在製造業的生產現場中，通常換模換線都是最費時、費力的工作，如果再加上故障、短暫停機等待的時間，不僅會浪費許多時間與人力成本，更會直接造成產能和品質的下降。

而在換模換線或是排除設備故障的環節，傳統都是依靠有經驗的老師傅來調整，但老師傅越來越少，成本也越來越高，而資歷較淺的技師即便依照SOP操作，還是有可能會因為對轉換時機、管理掌控經驗不足，發生刀具、工件毀損，對設備稼動性能會有影響，甚至是常態性維修、造成當期出貨速量減少、客戶轉單、營收下滑的情形，對加工現場和公司的影響非常大。

CNC加工設備故障的影響

在如何有效做好CNC刀具管理？中有提到，想要提升企業生產力，就要提高設備綜合效率OEE和稼動率，但設備如果發生1.故障損失；2.換模換線、調整損失；3.刀具交換損失；4.暖機損失；5.短暫停機、空轉、其他停止損失；6.速度降低損失；7.品質不良、修整損失等設備七大損失，就會因設備停止、性能不穩定和品質問題，造成設備綜合效率OEE降低。

從上面可以瞭解，有一半以上CNC加工的損失，都是和設備穩定度、刀具狀態有關。對於CNC加工來說，如果想要縮短生產週期，維持穩定生產力，提高設備妥善率和進行智慧化刀具管理，都是重要的環節之一。

那麼，如果在CNC加工現場「刀具」出問題的話，還會引發哪些連鎖反應呢？

CNC加工時會發生的問題

無法即時監控刀具狀態：刀具崩刀及斷刀過程無監控，導致意外風險提高。

品質檢驗不全面：以抽檢方式進行，無法確保每一件產品品質。

撞機無法預防：全世界每一間CNC工廠都會發生設備撞機，而這種異常狀態通常列為事後管理，無法預測、監控及防護。

維修費用高：拖延產品交期，設備閒置及維修成本攤提難以估算。

CNC加工的四大意外

工件定位不穩定

因為沒有固定的形狀和尺寸，通常依靠夾、治具定位，但如果沒有即時監控，可能會發生工件一邊已經切削到破掉，另一邊卻還是初胚的情況。若機台沒有即時停止，工件可能會噴飛，導致設備損壞或人員受傷。

刀具使用狀況不明

假如有很多把刀同時運作，但沒有辦法測量每一把刀的使用狀況，就會容易有崩刀的情形，若設備持續運轉，更會導致撞機，造成安全疑慮。

設備問題原因不明

有時夾治具在加工過程中噴飛掉，導致機台撞機，若沒有及時停止設備運作，工件也會噴飛，但此時大多會責怪現場人員操作上、CNC程式上出問題，卻沒有發現其中一個夾具已經斷裂。

維修費用高昂

任何工件噴飛、人為因素、程式設定錯誤的情況，都將導致外在環境的損壞，致使需要大筆維修費用。

現在我們已經瞭解CNC加工設備會面臨的損失問題、意外有哪些了，但若每次都當一個事後諸葛，沒有辦法做到提高生產力、縮短製造週期。因為整個製造週期從前置時間轉換到生產過程中的作業時間來看，是讓單一個點的狀況，連成線再拓展成面。

因此當加工中遇到問題，如：刀具設備損壞，無論現場人員是否即時發現並維修，後面製程都會發生停機的情形、排程要頻繁抽插單，影響到整個生產週期拉長，甚至這些情況只有現場人員才知道，並沒有即時傳達到管理者的手上，造成資訊傳遞落差。

但這幾個因素是可以透過軟體系統工具做整合、數據分析，讓生產過程可以不用擔心任何事發生，怎麼做到呢？讓我們繼續往下看吧！

數位監控系統軟體協助設備穩定運行

數位監控系統軟體以感測器技術，收集整合設備生產在切削過程中的電流、溫度或振動等即時資料數據，作到即時狀態監控（包含刀具和設備狀態）。

並通過採集即時的電流和振動等資料數據分析，即時回饋訊號讓控制器停止運作，以達到預防碰撞，避免設備發生問題，降低設備因人為操作、刀具狀態、胚料精度、治具鬆脫等因素，而導致設備與產品品質不良損壞現象發生！

數位監控系統軟體所帶來的效益

降低庫存成本：掌握刀具狀況，降低刀具庫存。

提高生產效率：減少設備異常，省下不必要的停機、維修時間，穩定並提升生產效率。

降低品質不良率：生產過程有異常時，自動停機或回饋，降低產品品質不良率。

降低撞機風險：監控刀具，避免刀具異常，做到百分百降低撞機風險。

數位監控系統軟體特色

自動學習：只需學習1次，並智動利用Big Data解析目前設備狀態，提供使用者設備即時安全保護。

方便友善：即時監控分析機器數據，且無品牌、型號、使用年限等限制。

模組化：通過多個標準輸入／輸出連接端口，讓用戶快速，輕鬆地將標準的現成傳感器連接到系統，以進行機器數據採集和狀態監測。

即時性：利用設備狀態模型即時偵測分析、監控，並即時警告CNC設備，阻止激烈碰撞。

可預測：利用深度學習(Deep Learning)的方式，預測未來設備狀態 。

以數位監控系統軟體工具整合物聯網IoT，作到IT+OT的運作，將CNC工廠資訊透明化，不僅實現高效生產、輕鬆管理，還可以節省時間、人力、金錢以及其他不必要的浪費，但你覺得刀具管理方式這樣就足夠了嗎？對刀具有做到百分百的監控嗎？是否還是發生工廠人員仍是時間到了就領刀，造成刀具浪費、盤點不實的情形？也無法將數值可視化進一步數位化、電子化取代紙本呢？這些問題「刀具視覺檢測站」都可以幫你解決。